專利名稱：用于生產(chǎn)濾過(guò)液體的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)濾過(guò)液體、特別是無(wú)菌水的方法，所述濾過(guò)液體在飲料生產(chǎn)中或在裝瓶或包裝工業(yè)中使用，在各情況中，所述方法在由膜反沖洗循環(huán)界定的生產(chǎn)循環(huán)的過(guò)程中在具有至少一個(gè)膜單元Ga-4f)的過(guò)濾設(shè)備(V)中進(jìn)行，本發(fā)明還涉及一種用于生產(chǎn)濾過(guò)液體、特別是無(wú)菌水的過(guò)濾設(shè)備(V)，在各種情況下，所述濾過(guò)液體通過(guò)至少一個(gè)膜單元Ga-4f)被抽吸到生產(chǎn)循環(huán)中并且被打算用于特別是飲料生產(chǎn)中或用于裝瓶或包裝工業(yè)中。
背景技術(shù)：
對(duì)于例如在飲料生產(chǎn)過(guò)程中以及在裝瓶和包裝工業(yè)中的各種功能和加工而言，需要無(wú)菌水。無(wú)菌水通常通過(guò)使用UHT/HTST技術(shù)從原水生產(chǎn)出來(lái)，即，通過(guò)熱力加熱原水來(lái)保證微生物的死亡率并隨后冷卻到處理溫度。這是非常耗能且高成本的方法。然而，通過(guò)監(jiān)控溫度，相對(duì)容易確保生產(chǎn)工廠的持久的功能性能力(functional capability)，使得在出現(xiàn)故障的情況下不會(huì)有被污染的無(wú)菌水被釋放用于消耗。為了節(jié)約能量和成本，可替代的方案是用于生產(chǎn)適當(dāng)品質(zhì)的無(wú)菌水的膜技術(shù)。這里，使用膜單元，在生產(chǎn)循環(huán)中原水被抽吸經(jīng)過(guò)膜單元，膜用作阻擋微生物和細(xì)菌的過(guò)濾器，由此使得水幾乎無(wú)菌。各膜單元的膜必須例如定期被反沖洗(backwash)，由此兩個(gè)連續(xù)的反沖洗循環(huán)和完整性測(cè)試在時(shí)間上限制了生產(chǎn)循環(huán)。然而，從生產(chǎn)循環(huán)出來(lái)的無(wú)菌水的產(chǎn)品體積(production volume)此時(shí)已經(jīng)被釋放用于消耗或者已經(jīng)與其它并聯(lián)運(yùn)作的膜單元的產(chǎn)品體積混合并被釋放用于消耗。然而，膜技術(shù)的不利之處在于，迄今為止仍未能經(jīng)濟(jì)地證明在各功能性循環(huán)過(guò)程中膜保持了功能性能力。生產(chǎn)循環(huán)過(guò)程中的膜破損或膜故障會(huì)導(dǎo)致品質(zhì)不足的無(wú)菌水，該無(wú)菌水可能已經(jīng)在功能和加工期間被使用了，這意味著復(fù)雜且高成本的測(cè)量。這是因?yàn)檫@種性質(zhì)的干擾僅通過(guò)在生產(chǎn)循環(huán)之后進(jìn)行常規(guī)的膜完整性測(cè)試來(lái)發(fā)現(xiàn)就太晚了。從EP 1 189 684 B和US 2003 015977 A中已知一種用于家庭用水的飲水機(jī) (drinking water dispenser)，其中在操作性程序的過(guò)程中進(jìn)行膜的功能性測(cè)試，如果結(jié)果顯示膜破損或膜故障就停止生產(chǎn)。膜單元之后設(shè)有小型儲(chǔ)水器，飲用水從該儲(chǔ)水器中取出。儲(chǔ)水器的目的是使得更大的產(chǎn)品體積和/或充足的飲用水可立即用于反沖洗循環(huán)，這是因?yàn)槟卧獌H具有有限的供應(yīng)性能。采用這種方式無(wú)法防止被污染的飲用水被消耗。當(dāng)用微濾膜過(guò)濾或凈化蘋(píng)果汁、啤酒等時(shí)出現(xiàn)了類似的問(wèn)題。如果本文在下面使用“無(wú)菌”一詞，那么在各情況中該詞均與基于所使用的過(guò)濾膜的孔徑大小而實(shí)現(xiàn)的濾過(guò)液體的所期望的純度相關(guān)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種前面所述類型的方法和用于實(shí)施該方法的設(shè)備，該方法對(duì)液體無(wú)菌性(過(guò)濾品質(zhì))的維持進(jìn)行自監(jiān)控，以便能夠防止由被污染的液體的消耗而產(chǎn)生的后果性測(cè)量。
該設(shè)定的目的通過(guò)下述方法和設(shè)備的特征來(lái)解決。—種用于生產(chǎn)濾過(guò)液體、特別是無(wú)菌水的方法，所述濾過(guò)液體在飲料生產(chǎn)中或在裝瓶或包裝工業(yè)中使用，在各情況中，所述方法在由膜反沖洗循環(huán)界定的生產(chǎn)循環(huán)的過(guò)程中在具有至少一個(gè)膜單元的過(guò)濾設(shè)備(V)中進(jìn)行，其特征在于，在生產(chǎn)加工中，生產(chǎn)循環(huán)的至少一個(gè)被過(guò)濾的產(chǎn)品液體體積在被釋放用于消耗之前被臨時(shí)地儲(chǔ)存，直到被臨時(shí)儲(chǔ)存的所述產(chǎn)品液體體積獲得無(wú)菌性證據(jù)。一種用于生產(chǎn)濾過(guò)液體、特別是無(wú)菌水的過(guò)濾設(shè)備(V)，在各種情況下，所述濾過(guò)液體通過(guò)至少一個(gè)膜單元被抽吸到生產(chǎn)循環(huán)中并且被打算用于特別是飲料生產(chǎn)中或用于裝瓶或包裝工業(yè)中，其特征在于，各膜單元Ga_4f)具有分配給該膜單元的膜反沖洗系統(tǒng)(18)和用于膜功能性測(cè)試(T)的無(wú)菌空氣測(cè)試設(shè)備(16)以及位于該膜單元下游的臨時(shí)儲(chǔ)存裝置(Z)，所述臨時(shí)儲(chǔ)存裝置(Z)具有至少與在至少一個(gè)膜單元Ga-4f)的生產(chǎn)循環(huán)過(guò)程中產(chǎn)生的產(chǎn)品液體體積相對(duì)應(yīng)的容量。因?yàn)楦鶕?jù)本方法，在生產(chǎn)序列(production sequence)中與生產(chǎn)循環(huán)之后的反沖洗循環(huán)相關(guān)聯(lián)地為相關(guān)膜單元產(chǎn)生無(wú)菌性證據(jù)，直到無(wú)菌性證據(jù)產(chǎn)生才會(huì)將產(chǎn)品液體體積釋放出，否則將其臨時(shí)儲(chǔ)存，所以確保了當(dāng)在連續(xù)的完整性測(cè)試之間發(fā)生膜破損或膜故障時(shí)生產(chǎn)出的被污染的無(wú)菌水不會(huì)被釋放用于消耗，而是能夠以合理的成本和能量支出被預(yù)先棄用。由于在消耗之前進(jìn)行無(wú)菌性證據(jù)和臨時(shí)儲(chǔ)存，所以在微濾設(shè)備或超濾設(shè)備中通過(guò)采用成本及能量最優(yōu)化的膜技術(shù)，本方法具有重要的自監(jiān)控的特征以確保消耗時(shí)的無(wú)菌性。具有反沖洗系統(tǒng)的過(guò)濾設(shè)備、用于相關(guān)膜單元的膜功能性能力的無(wú)菌空氣測(cè)試設(shè)備和具有預(yù)定容量的臨時(shí)儲(chǔ)存裝置的組合，通過(guò)自監(jiān)控確保了無(wú)菌性的維持。如果還不能確認(rèn)膜功能性能力，至少臨時(shí)儲(chǔ)存裝置的容量和選擇性的結(jié)構(gòu)確保了來(lái)自生產(chǎn)加工的被污染的無(wú)菌水不能被通過(guò)而用于消耗。如果需要的話，在兩個(gè)連續(xù)的反沖洗循環(huán)和膜功能性能力測(cè)試(完整性測(cè)試)之間生產(chǎn)出的被污染的無(wú)菌水會(huì)被棄用?？蛇x擇地，之后進(jìn)行清洗循環(huán)，該清洗循環(huán)涉及臨時(shí)儲(chǔ)存裝置但無(wú)需涉及任何消耗件，因此該清洗循環(huán)只導(dǎo)致生產(chǎn)的短暫中斷。根據(jù)本方法，在膜單元的各反沖洗循環(huán)之后進(jìn)行膜功能性測(cè)試。在各膜功能性測(cè)試之前生產(chǎn)出的液體被臨時(shí)儲(chǔ)存，并且僅當(dāng)膜功能性測(cè)試獲得了積極的結(jié)果并且因此獲得生產(chǎn)循環(huán)的無(wú)菌性證據(jù)時(shí)該被儲(chǔ)存的液體才被釋放用于消耗。便利地，根據(jù)本方法，采用在反沖洗循環(huán)之后、可選擇地在膜單元被排空的狀態(tài)下被導(dǎo)入的加壓的無(wú)菌空氣進(jìn)行作為泡點(diǎn)測(cè)試的膜功能性測(cè)試。優(yōu)選地，采用泡點(diǎn)測(cè)試，隨著時(shí)間的逝去相對(duì)于基準(zhǔn)對(duì)無(wú)菌空氣的壓強(qiáng)和/或體積進(jìn)行測(cè)量，在該測(cè)量中建立被導(dǎo)入的無(wú)菌空氣在膜單元中是如何變化的。例如，以約Ibar的壓強(qiáng)、即低于形成氣泡的膜壓強(qiáng)，導(dǎo)入無(wú)菌空氣。確認(rèn)穿透流(through-flow)或壓強(qiáng)下降是否例如沒(méi)有削減某一時(shí)間窗。借助于泡點(diǎn)測(cè)試，膜功能性障礙或膜破損能夠以合理的支出被快速確定，這能夠用于對(duì)生產(chǎn)加工的停止進(jìn)行初始化，至少對(duì)被影響的膜單元進(jìn)行初始化。與反沖洗循環(huán)相關(guān)聯(lián)地，泡點(diǎn)測(cè)試能夠被自動(dòng)地初始化并且被常規(guī)地評(píng)估，以便在生產(chǎn)加工中獲得無(wú)菌性證據(jù)的自監(jiān)控。為了實(shí)現(xiàn)在生產(chǎn)加工中要求的額定性能，根據(jù)本方法也可以便利地在多個(gè)并聯(lián)的膜單元中進(jìn)行多個(gè)并聯(lián)的、可選擇地重疊的生產(chǎn)循環(huán)。在這種情況中獲得了用于生產(chǎn)循環(huán)的連續(xù)的無(wú)菌性證據(jù)，并且直到獲得相關(guān)的無(wú)菌性證據(jù)，將到此為止產(chǎn)生的產(chǎn)品體積的總量臨時(shí)地儲(chǔ)存起來(lái)。采用這種方式，不能確切地排除例如完美可接受的無(wú)菌水的產(chǎn)品體積被已經(jīng)被污染的無(wú)菌水的產(chǎn)品體積所污染或至少部分污染的可能性。然而，臨時(shí)儲(chǔ)存防止了例如被污染的無(wú)菌水被當(dāng)作濾過(guò)液體釋放用于消耗。當(dāng)從進(jìn)行了的膜功能性測(cè)試中得到消極結(jié)果時(shí)，至少臨時(shí)儲(chǔ)存裝置中的物質(zhì)被棄用，這是因?yàn)橄麡O結(jié)果表示膜破損或膜功能性障礙。也就是說(shuō)無(wú)菌空氣太快地或者以每單位時(shí)間非常大量的方式通過(guò)膜，這能夠容易地被確定。優(yōu)選地，之后進(jìn)行清洗循環(huán)，該清洗循環(huán)至少包括臨時(shí)儲(chǔ)存裝置和管件直至出現(xiàn)問(wèn)題的膜單元。以這種方式，生產(chǎn)加工要求的中斷可以相對(duì)短，由此決定沒(méi)有已經(jīng)被污染的液體被無(wú)控制地釋放用于消耗。便利地，生產(chǎn)加工被連續(xù)地控制或者以依次地隨后裝載(charge)的方式被間歇性地控制。采用連續(xù)的生產(chǎn)加工并且僅采用一個(gè)容量足夠的臨時(shí)儲(chǔ)存裝置，原水能夠通過(guò)單個(gè)的原水抽吸站被抽吸通過(guò)包括并聯(lián)連接的多個(gè)膜單元的整個(gè)過(guò)濾設(shè)備。原水抽吸站例如將壓強(qiáng)約7bar的原水供應(yīng)至膜單元，并且將生產(chǎn)出的壓強(qiáng)例如約為6bar的無(wú)菌水抽吸入并且通過(guò)臨時(shí)儲(chǔ)存裝置。在采用隨后的臨時(shí)儲(chǔ)存裝置的間歇性運(yùn)作(批量原理)時(shí)，臨時(shí)儲(chǔ)存裝置僅能夠在獲得無(wú)菌性證據(jù)之后被釋放而打開(kāi)。臨時(shí)儲(chǔ)存裝置到那時(shí)才能夠被重新注滿。在這種情況下，便利地使用多個(gè)原水泵。便利地，多個(gè)并聯(lián)連接的膜單元的相關(guān)的膜單元的生產(chǎn)循環(huán)也可以至少設(shè)定為如下的時(shí)間周期，在該時(shí)間周期過(guò)程中可以在其它膜單元中依照其所在順序依次地進(jìn)行反沖洗循環(huán)并獲得無(wú)菌性證據(jù)。在膜單元的生產(chǎn)循環(huán)過(guò)程中，反沖洗循環(huán)和膜功能性測(cè)試依次地在沒(méi)有臨時(shí)儲(chǔ)存可以被消耗的被污染的無(wú)菌水的其它膜單元中進(jìn)行。由于在控制側(cè)設(shè)有某一超量或偏差范圍，諸如反沖洗循環(huán)可能在各膜單元中被要求較早的異?，F(xiàn)象 (exception)不會(huì)破壞操作程序的平衡。同樣為了確保無(wú)菌水的所要求的額定供應(yīng)，被要求較早的這種性質(zhì)的反沖洗循環(huán)可以被作為進(jìn)行主要清洗的誘因(inducement)，因?yàn)檫@通常是性能能力降低的指征。為了實(shí)現(xiàn)采用過(guò)濾設(shè)備時(shí)較高的額定性能，多個(gè)并聯(lián)的膜單元被設(shè)置并且被連接至原水抽吸站和臨時(shí)儲(chǔ)存裝置。臨時(shí)儲(chǔ)存裝置的容量至少與相關(guān)膜單元的生產(chǎn)循環(huán)過(guò)程中的所有膜單元的產(chǎn)品體積的總量相對(duì)應(yīng)，或者至少與當(dāng)前沒(méi)有進(jìn)行膜功能性測(cè)試的那些膜單元的產(chǎn)品體積的總量相對(duì)應(yīng)。為了安全起見(jiàn)，優(yōu)選地，臨時(shí)儲(chǔ)存裝置的容量甚至與相關(guān)膜單元的生產(chǎn)循環(huán)的時(shí)間周期內(nèi)加上在反沖洗循環(huán)和在與反沖洗循環(huán)相關(guān)聯(lián)的為了獲得該膜單元的無(wú)菌性證據(jù)而進(jìn)行的膜功能性測(cè)試的時(shí)間周期內(nèi)所有膜單元的產(chǎn)品體積的總量對(duì)應(yīng)。如果臨時(shí)儲(chǔ)存裝置被形成為使得其確保了生產(chǎn)出的無(wú)菌水被預(yù)定分層，因此接下來(lái)被污染的無(wú)菌水或者該水的前部不會(huì)與沒(méi)有被污染的無(wú)菌水一起進(jìn)入位于消耗件附近的層，那么作為選擇，臨時(shí)儲(chǔ)存裝置的容量也可以被制成小一些的尺寸。這是因?yàn)閬?lái)自出故障的膜單元的生產(chǎn)循環(huán)的產(chǎn)品體積是臨時(shí)儲(chǔ)存裝置中的最后一部分，而之前被導(dǎo)入的產(chǎn)品體積沒(méi)有包含被污染的無(wú)菌水。便利地，無(wú)菌空氣測(cè)試設(shè)備被形成用于測(cè)試膜功能性能力，使得采用在某壓強(qiáng)下被導(dǎo)入相關(guān)膜單元的無(wú)菌空氣，能夠進(jìn)行泡點(diǎn)測(cè)試，該測(cè)試迅速地提供無(wú)菌性證據(jù)使得生產(chǎn)加工可以繼續(xù)不發(fā)生變化，或者發(fā)出膜故障的信號(hào)，該信號(hào)可以用于初始化生產(chǎn)加工的中斷。
在實(shí)踐性的實(shí)施方式中，臨時(shí)儲(chǔ)存裝置是具有要求容量的儲(chǔ)罐。該儲(chǔ)罐也可以是沒(méi)有任何內(nèi)置功能部件的簡(jiǎn)單的儲(chǔ)罐。優(yōu)選地，該儲(chǔ)罐被形成具有位于底部的入口和位于頂部的出口。便利地，諸如入口罐(pot)和/或引導(dǎo)板等內(nèi)置功能部件事實(shí)上被設(shè)置于儲(chǔ)罐內(nèi)，以迫使入口和出口之間的無(wú)菌水被預(yù)定地分層。作為選擇，臨時(shí)儲(chǔ)存裝置可以包括至少一個(gè)盤(pán)管(pipe coil)。在進(jìn)一步便利的實(shí)施方式中，臨時(shí)儲(chǔ)存裝置包括至少兩個(gè)例如儲(chǔ)罐或盤(pán)管形式的部分儲(chǔ)存器，在該部分儲(chǔ)存器中在過(guò)濾過(guò)程中生產(chǎn)出的液體，例如無(wú)菌水，可以被選擇性地導(dǎo)入。便利地，各部分儲(chǔ)存器具有要求的容量，采用該部分儲(chǔ)存器可以確保生產(chǎn)出的無(wú)菌水僅當(dāng)獲得了無(wú)菌性證據(jù)時(shí)才被釋放用于消耗。如果具有被污染的無(wú)菌水的部分儲(chǔ)存器和負(fù)責(zé)該部分儲(chǔ)存器的膜單元被孤立了，那么生產(chǎn)工廠可以利用其它的部分儲(chǔ)存器和完整的膜單元進(jìn)一步運(yùn)作?；旧?，特別是對(duì)于連續(xù)的操作加工，可以便利地將多個(gè)膜單元連接至共用的單個(gè)原水泵。過(guò)濾設(shè)備因此可以以合理小的能量支出被運(yùn)作。采用具有至少兩個(gè)并聯(lián)連接的二者選一地供給的部分儲(chǔ)存器的臨時(shí)儲(chǔ)存裝置，可以便利地在膜單元和該臨時(shí)儲(chǔ)存裝置之間設(shè)置兩個(gè)管件。該兩個(gè)管件包括雙向旁路接頭和轉(zhuǎn)換構(gòu)件。選擇性地，為了考慮防腐和再污染方面的問(wèn)題，反沖洗循環(huán)也可以雙倍地存在。 對(duì)于無(wú)菌性證據(jù)無(wú)法獲得的情況，受影響的部分儲(chǔ)存器被排空，而其它的部分儲(chǔ)存器被選擇。采用轉(zhuǎn)換構(gòu)件和雙向旁路接頭，可以為反沖洗循環(huán)和生產(chǎn)循環(huán)設(shè)置更安全的流路，而被污染的部分儲(chǔ)存器和被污染的管件段可以被排空并被清洗。最后，過(guò)濾設(shè)備便利地具有可以被計(jì)算機(jī)化的生產(chǎn)控制-監(jiān)控設(shè)備，該生產(chǎn)控制-監(jiān)控設(shè)備至少被連接至相關(guān)的膜單元上的或相關(guān)的膜單元內(nèi)的功能監(jiān)控傳感器。 同樣，膜功能性能力測(cè)試可以像反沖循環(huán)一樣，也就是便利地依次或相繼地經(jīng)由生產(chǎn)控制-監(jiān)控設(shè)備被控制和評(píng)估。


基于

本發(fā)明的目的的實(shí)施方式。以下示出圖1是用于生產(chǎn)無(wú)菌水的超濾(ultrafiltration)設(shè)備的概略說(shuō)明圖，圖2是為了清楚說(shuō)明生產(chǎn)加工的概略性的較大超濾設(shè)備，和圖3是超濾設(shè)備的具體變型的概略說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式下面參照用于生產(chǎn)無(wú)菌水的超濾設(shè)備對(duì)本發(fā)明進(jìn)行闡述和說(shuō)明，不過(guò)這些實(shí)施方式同樣適用于通常的膜過(guò)濾法，并且尤其包括微濾設(shè)備，采用該微濾設(shè)備例如可過(guò)濾或澄清蘋(píng)果汁、啤酒或類似液體。圖1中的超濾設(shè)備1包括作為主要部件的原水抽吸站1、至少一個(gè)膜單元如或4b 以及臨時(shí)儲(chǔ)存裝置Z，在圖示情況中超濾設(shè)備1具有至少兩個(gè)并聯(lián)連接的膜單元如和4b， 臨時(shí)儲(chǔ)存裝置Z用于儲(chǔ)存在生產(chǎn)加工中生產(chǎn)出的無(wú)菌水。在原水抽吸站1中，例如為連續(xù)的生產(chǎn)加工設(shè)置了單個(gè)的原水泵2，該泵經(jīng)由管件 3和并聯(lián)的分支線路3a、;3b將原水抽吸至膜單元^、4b的入口 fe、5b。在各膜單元^、4b中，例如上部罐入口 6和下部罐出口 8以兩者之間夾著膜7和經(jīng)由該膜7收集從原水中生產(chǎn)出的無(wú)菌水的中央收集管路9的方式設(shè)置。從上到下的穿透流不是必要的。膜7無(wú)需被構(gòu)造成立式的(代替方案具有筒管模塊(bobbin module)的RO系統(tǒng)、UF系統(tǒng))。并聯(lián)的管路10a、10b將收集管路9連接至通向臨時(shí)儲(chǔ)存裝置Z的入口 12的管路 10。臨時(shí)儲(chǔ)存裝置Z例如是儲(chǔ)罐11，該儲(chǔ)罐可以被設(shè)計(jì)成沒(méi)有內(nèi)置功能部件，或者如圖所示被配備有諸如入口罐(未示出)或流體引導(dǎo)板等內(nèi)置功能部件14，該內(nèi)置功能部件14迫使被導(dǎo)入到這里示出的下部入口 12和頂部出口 13之間的無(wú)菌水分層。可以設(shè)置有關(guān)閉構(gòu)件的出口 13例如被連接至未示出的消耗件。超濾設(shè)備V的另一個(gè)裝備部件是可選擇的共用的無(wú)菌空氣測(cè)試設(shè)備16，采用該無(wú)菌空氣測(cè)試設(shè)備，通過(guò)隨時(shí)對(duì)體積(volume)或壓強(qiáng)進(jìn)行監(jiān)控，可以兩者選一地為各膜單元 4a,4b的連接件15a、1 供給例如Ibar的加壓無(wú)菌空氣，以進(jìn)行膜功能性能力測(cè)試。此夕卜， 為各膜單元^、4b設(shè)置反沖洗系統(tǒng)18，采用該反沖洗系統(tǒng)可以在生產(chǎn)循環(huán)之前和之后在相關(guān)的膜單元內(nèi)進(jìn)行反沖洗循環(huán)。借助于無(wú)菌空氣測(cè)試設(shè)備16與反沖洗循環(huán)相關(guān)聯(lián)地進(jìn)行膜功能性能力測(cè)試，在反沖洗循環(huán)以及膜單元的排空之后便利地進(jìn)行該測(cè)試。在圖示實(shí)施方式中，利用源自至少一個(gè)膜單元如或仙的生產(chǎn)循環(huán)的無(wú)菌水進(jìn)行各反沖洗循環(huán)。為此目的，關(guān)閉構(gòu)件19和旁通線路20可以被設(shè)置于管路IOa和IOb之間。作為選擇，也可以為各膜單元^、4b設(shè)置獨(dú)立的反沖洗回路?？蛇x擇地，為各膜單元^、4b設(shè)置關(guān)閉構(gòu)件22a、 22b，同樣也可選擇性地為入口 5ajb設(shè)置關(guān)閉構(gòu)件(未示出)。儲(chǔ)罐11可以在底部裝配有棄用出口 21。此外，可以將膜單元^、4b，管路10a、IObUO和儲(chǔ)罐11連接至未圖示的清洗系統(tǒng)。如果只設(shè)置了一個(gè)膜單元如或4b，那么臨時(shí)儲(chǔ)存裝置Z具有至少與膜單元如或 4b的生產(chǎn)循環(huán)的產(chǎn)品體積對(duì)應(yīng)的容量。另一方面，如果多個(gè)膜單元同時(shí)運(yùn)作，那么臨時(shí)儲(chǔ)存裝置Z具有與在生產(chǎn)循環(huán)中產(chǎn)生的產(chǎn)品體積加上在反沖洗循環(huán)和膜功能性能力測(cè)試過(guò)程中產(chǎn)生的無(wú)菌水的體積的和對(duì)應(yīng)的容量。過(guò)濾設(shè)備，此處例如是超濾設(shè)備，被分配有生產(chǎn)控制-監(jiān)控設(shè)備CU，優(yōu)選是帶有輸入和顯示部分的計(jì)算機(jī)化設(shè)備，該計(jì)算機(jī)化設(shè)備可以至少被連接至與膜單元4a、4b相連或在膜單元^、4b中的功能-監(jiān)控傳感器31。在圖1中的實(shí)施方式中，可以僅利用一個(gè)單個(gè)的原水泵2進(jìn)行連續(xù)的生產(chǎn)加工，該泵例如供應(yīng)約7bar壓強(qiáng)的原水，并且由于膜單元如、仙中的功能性造成的壓強(qiáng)損失，該泵將約6bar壓強(qiáng)的無(wú)菌水傳輸?shù)脚R時(shí)儲(chǔ)存裝置Z。僅當(dāng)通過(guò)成功地完成膜功能性能力測(cè)試獲得了無(wú)菌性證據(jù)時(shí)，臨時(shí)儲(chǔ)存在臨時(shí)儲(chǔ)存裝置Z中的無(wú)菌水的體積才被釋放用于消耗。如果例如由于測(cè)試顯示膜破損或膜故障而沒(méi)有獲得無(wú)菌性證據(jù)，那么臨時(shí)儲(chǔ)存的無(wú)菌水不會(huì)被釋放用于消耗，而是被棄用，運(yùn)作程序被中斷，并且便利地進(jìn)行清洗循環(huán)或局部清洗。為了獲得無(wú)菌性證據(jù)，在反沖洗循環(huán)之后選擇性地將無(wú)菌空氣供入被排空的膜單元如或4b并且繼續(xù)運(yùn)行另一膜單元如或4b的生產(chǎn)循環(huán)，以及進(jìn)行無(wú)菌空氣的壓強(qiáng)隨時(shí)間下降的情況或無(wú)菌空氣的導(dǎo)入量隨時(shí)間變化的情況的測(cè)量(泡點(diǎn)測(cè)試(biAble-point test))。考慮預(yù)定的時(shí)間窗。如果該時(shí)間窗被削減，例如無(wú)菌空氣的壓強(qiáng)衰退太快或者無(wú)菌空氣流過(guò)得太快，那么可將此作為存在膜破損或膜故障的指征。如果時(shí)間窗被維持，那么可被評(píng)估作為無(wú)菌性證據(jù)，并且被測(cè)試的膜單元可以被再次投入運(yùn)作。
根據(jù)本方法，確定了例如在開(kāi)始時(shí)以及在轉(zhuǎn)為反沖洗循環(huán)時(shí)處于前面的無(wú)菌水流所在的位置，由此確保了在獲得無(wú)菌性證據(jù)之前前面的無(wú)菌水流不離開(kāi)臨時(shí)儲(chǔ)存裝置。對(duì)于各膜單元而言，在各情況中，無(wú)菌水必須不離開(kāi)臨時(shí)儲(chǔ)存裝置至少直到獲得第二次無(wú)菌性證據(jù)。這要求生產(chǎn)出的無(wú)菌水在臨時(shí)儲(chǔ)存裝置中停留一定的時(shí)間并且臨時(shí)儲(chǔ)存裝置具有適當(dāng)?shù)某叽?。臨時(shí)儲(chǔ)存裝置在其它實(shí)施方式中也可以是盤(pán)管(pipe coil)。對(duì)于各膜單元而言，有四個(gè)不同的運(yùn)作狀態(tài)(圖2、圖3):T = Tl =生產(chǎn)循環(huán)之前的膜單元的膜功能性測(cè)試(反沖洗循環(huán)+膜功能性測(cè)試+ 生產(chǎn)準(zhǔn)備)X =準(zhǔn)備狀態(tài)(即，膜單元完整并且處于等待位置)P=生產(chǎn)循環(huán)T = T2 =下一生產(chǎn)循環(huán)之前的膜單元的膜功能性測(cè)試(反沖洗循環(huán)+膜功能性測(cè)試+膜單元的生產(chǎn)準(zhǔn)備)因?yàn)橥ǔＰ碌纳a(chǎn)循環(huán)在T2之后運(yùn)行，對(duì)于這種情況T2再次變成Tl。于是，對(duì)于具有至少兩個(gè)并聯(lián)的膜單元^、4b的超濾設(shè)備而言，無(wú)菌水在臨時(shí)儲(chǔ)存裝置Z中的最大的總的停留時(shí)間為t總=t生產(chǎn)循環(huán)+tT2對(duì)于最大的體積流量而言，采用下述公式給出了臨時(shí)儲(chǔ)存裝置的最小容量
權(quán)利要求
1.一種用于生產(chǎn)濾過(guò)液體、特別是無(wú)菌水的方法，所述濾過(guò)液體在飲料生產(chǎn)中或在裝瓶或包裝工業(yè)中使用，在各情況中，所述方法在由膜反沖洗循環(huán)界定的生產(chǎn)循環(huán)的過(guò)程中在具有至少一個(gè)膜單元Ga_4f)的過(guò)濾設(shè)備(V)中進(jìn)行，其特征在于，在生產(chǎn)加工中，生產(chǎn)循環(huán)的至少一個(gè)被過(guò)濾的產(chǎn)品液體體積在被釋放用于消耗之前被臨時(shí)地儲(chǔ)存，直到被臨時(shí)儲(chǔ)存的所述產(chǎn)品液體體積獲得無(wú)菌性證據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在膜單元的反沖洗循環(huán)之后對(duì)該膜單元進(jìn)行膜功能性測(cè)試(T)，該膜功能性測(cè)試(T)優(yōu)選地是完整性測(cè)試，僅當(dāng)膜功能性測(cè)試(T)獲得積極結(jié)果時(shí)，至少被臨時(shí)儲(chǔ)存的產(chǎn)品液體體積被釋放用于消耗，反之如果沒(méi)有獲得無(wú)菌性證據(jù)，則臨時(shí)儲(chǔ)存的產(chǎn)品液體體積被棄用。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，為了發(fā)現(xiàn)膜破損或膜故障，利用加壓的無(wú)菌空氣進(jìn)行作為泡點(diǎn)測(cè)試的膜功能性測(cè)試(T)，優(yōu)選地，采用與基準(zhǔn)有關(guān)的膜功能性測(cè)試， 隨著時(shí)間的逝去對(duì)無(wú)菌空氣的壓強(qiáng)和/或體積進(jìn)行測(cè)量，所述無(wú)菌空氣的壓強(qiáng)被設(shè)定為低于膜的氣泡形成壓強(qiáng)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在具有在各種情況中均由膜單元生產(chǎn)產(chǎn)品液體體積的多個(gè)并聯(lián)的生產(chǎn)循環(huán)的生產(chǎn)加工中，順次獲得所有的膜單元Ga_4f) 的無(wú)菌性證據(jù)，并且所產(chǎn)生的所有產(chǎn)品液體體積被臨時(shí)儲(chǔ)存，直到獲得各自的無(wú)菌性證據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在膜功能性測(cè)試的結(jié)果確認(rèn)了膜破損或膜故障的情況下，將臨時(shí)儲(chǔ)存在臨時(shí)儲(chǔ)存裝置(Z)中或臨時(shí)儲(chǔ)存在包括至少兩個(gè)部分儲(chǔ)存器(11a，lib)的臨時(shí)儲(chǔ)存裝置的部分儲(chǔ)存器(11a，lib)中的液體棄用，并且優(yōu)選地進(jìn)行所述臨時(shí)儲(chǔ)存裝置(Z)或相關(guān)的部分儲(chǔ)存器(Ila或lib)以及至少通向出故障的膜單元 (4a-4f)的那個(gè)管路的清洗。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述生產(chǎn)加工連續(xù)地進(jìn)行或者以依次裝載的方式間歇地進(jìn)行。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，為多個(gè)并聯(lián)的膜單元 (4a-4f)中的相應(yīng)膜單元的生產(chǎn)循環(huán)設(shè)定至少一個(gè)時(shí)間周期，在該時(shí)間周期過(guò)程中在其它膜單元中能夠順次地進(jìn)行反沖洗循環(huán)并且能夠獲得無(wú)菌性證據(jù)。
8.一種用于生產(chǎn)濾過(guò)液體、特別是無(wú)菌水的過(guò)濾設(shè)備(V)，在各種情況下，所述濾過(guò)液體通過(guò)至少一個(gè)膜單元被抽吸到生產(chǎn)循環(huán)中并且被打算用于特別是飲料生產(chǎn)中或用于裝瓶或包裝工業(yè)中，其特征在于，各膜單元Ga-4f)具有分配給該膜單元的膜反沖洗系統(tǒng)(18)和用于膜功能性測(cè)試(T)的無(wú)菌空氣測(cè)試設(shè)備(16)以及位于該膜單元下游的臨時(shí)儲(chǔ)存裝置(Z)，所述臨時(shí)儲(chǔ)存裝置(Z)具有至少與在至少一個(gè)膜單元Ga-4f)的生產(chǎn)循環(huán)過(guò)程中產(chǎn)生的產(chǎn)品液體體積相對(duì)應(yīng)的容量。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的過(guò)濾設(shè)備，其特征在于，多個(gè)、優(yōu)選并聯(lián)的膜單元Ga-4f)被設(shè)置連接至抽吸站(1)并且被以并聯(lián)的方式連接至所述臨時(shí)儲(chǔ)存裝置(Z)，所述臨時(shí)儲(chǔ)存裝置(Z)的容量至少與在各膜單元的生產(chǎn)循環(huán)過(guò)程中膜單元Ga-4f)的產(chǎn)品液體體積的總量相對(duì)應(yīng)，優(yōu)選與在各膜單元的生產(chǎn)循環(huán)時(shí)間周期內(nèi)加上在反沖洗循環(huán)以及與反沖洗循環(huán)相關(guān)聯(lián)地進(jìn)行的膜功能性測(cè)試的時(shí)間周期內(nèi)膜單元所生產(chǎn)的產(chǎn)品液體體積的總量相對(duì)應(yīng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的過(guò)濾設(shè)備，其特征在于，在各情況中，能夠利用無(wú)菌空氣通過(guò)無(wú)菌空氣測(cè)試設(shè)備(16)進(jìn)行泡點(diǎn)測(cè)試，所述無(wú)菌空氣被加壓至預(yù)定水平并被導(dǎo)入到各膜單元(4a-4f)中。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的過(guò)濾設(shè)備，其特征在于，所述臨時(shí)儲(chǔ)存裝置(Z)包括至少一個(gè)儲(chǔ)罐(11，11a，11b)，所述儲(chǔ)罐優(yōu)選地具有位于底部的入口(12)、位于頂部的出口(13)以及諸如至少入口罐和/或引導(dǎo)板等用于使所述入口和所述出口之間的液體分層的內(nèi)置功能部件(14)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的過(guò)濾設(shè)備，其特征在于，所述臨時(shí)儲(chǔ)存裝置(Z)包括至少一個(gè)盤(pán)管。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的過(guò)濾設(shè)備，其特征在于，所述臨時(shí)儲(chǔ)存裝置(Z)包括作為部分儲(chǔ)存器的至少兩個(gè)可供給的儲(chǔ)罐(11a，lib)和/或盤(pán)管，各儲(chǔ)罐和/或盤(pán)管均具有至少與膜單元的產(chǎn)品液體體積相對(duì)應(yīng)的容量，或者具有至少與生產(chǎn)循環(huán)過(guò)程中膜單元Ga-4f)所生產(chǎn)的產(chǎn)品體積的總量相對(duì)應(yīng)的容量。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的過(guò)濾設(shè)備，其特征在于，所述膜單元被連接至共用的單個(gè)泵或抽吸站(2)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的過(guò)濾設(shè)備，其特征在于，在具有用于多個(gè)并聯(lián)的膜單元 (4a-4f)的至少兩個(gè)能二者選一地供給的部分儲(chǔ)存器(11a，lib)的臨時(shí)儲(chǔ)存裝置(Z)的情況下，采用轉(zhuǎn)換構(gòu)件(XT)和雙向旁路接頭06)將多個(gè)管路、特別是兩個(gè)管路設(shè)置于所述膜單元和所述部分儲(chǔ)存器(11a，lib)之間，所述轉(zhuǎn)換構(gòu)件用于在膜單元的膜功能性測(cè)試的結(jié)果確認(rèn)了膜破損或膜故障之后從被鑒定為安全和不安全的流路( ，29) 轉(zhuǎn)換至安全流路(30)。
16.根據(jù)權(quán)利要求8至15中的至少一項(xiàng)所述的過(guò)濾設(shè)備，其特征在于，生產(chǎn)控制-監(jiān)控設(shè)備(CU)被設(shè)置并被至少連接至各膜單元Ga-4f)上的或者在各膜單元內(nèi)的功能監(jiān)控傳感器(31)。
全文摘要
用于生產(chǎn)濾過(guò)液體的方法和設(shè)備。一種用于生產(chǎn)濾過(guò)液體、特別是無(wú)菌水的方法，其中，在各情況中，所述方法在由各膜單元(4a-4f)的膜反沖洗循環(huán)界定的生產(chǎn)循環(huán)的過(guò)程中在具有至少一個(gè)膜單元(4a-4f)的過(guò)濾設(shè)備(V)中進(jìn)行，在生產(chǎn)加工中，生產(chǎn)循環(huán)的至少一個(gè)各自的產(chǎn)品液體體積在被釋放用于消耗之前被臨時(shí)地儲(chǔ)存，直到被臨時(shí)儲(chǔ)存的產(chǎn)品液體體積獲得了無(wú)菌性證據(jù)。在所述設(shè)備中，膜反沖洗系統(tǒng)(18)和無(wú)菌空氣測(cè)試設(shè)備(16)被分配給各膜單元(4a-4f)，并且具有至少與在生產(chǎn)循環(huán)過(guò)程中產(chǎn)生的產(chǎn)品液體體積相對(duì)應(yīng)的容量的至少一個(gè)臨時(shí)儲(chǔ)存裝置(Z)被連接至各膜單元的下游。
文檔編號(hào)B01D65/10GK102442714SQ20111030382
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者迪克·舒爾, 阿爾伯特·林克 申請(qǐng)人:克朗斯股份公司